粉煤灰加气混凝土长期强度劣化机理研究

通过对粉煤灰加气混凝土在不同环境条件下历经８ａ的长期观测，并结合相应的实验室冻融循环，干湿循环，以及人工和自然碳化试验研究，分析探讨了其长期强度的劣化机理。指出引起粉煤灰加气混凝土长期强度下降的主要因素是碳化，而冻融循环和干湿循环仅在一定的条件下才会加剧其强度劣化。     

掺粉煤灰建筑混凝土在冻融-干湿循环作用下的碳化性能研究

为了探究复杂环境下粉煤灰混凝土的碳化性能,对掺0、10%、20%以及30%粉煤灰混凝土进行了基准碳化、冻融-碳化、干湿-碳化和冻融-干湿-碳化耦合损伤试验。研究结果表明:动弹性模量随循环次数的增加逐渐减小,相同环境和循环次数下,20%粉煤灰掺量时的动弹性模量最大;干湿循环对粉煤灰动弹性模量的影响大于冻融循环对动弹性模量的影响;掺加粉煤灰的混凝土抗碳化性能减弱,掺量越大,碳化深度越大;粉煤灰掺量和龄期一定时,冻融-干湿-碳化深度冻融-碳化深度干湿-碳化深度基准碳化深度,冻融损伤对粉煤灰混凝土碳化性能的影响大于干湿作用;基于研究成果,建立起考虑多因素共同作用的粉煤灰混凝土碳化模型,可以较好地模拟不同环境条件下粉煤灰的碳化深度,可为相关工程实践提供借鉴。     

粉煤灰对混凝土干湿循环抗冻性能的影响

本文研究了在干湿循环条件下粉煤灰对混凝土抗冻性能的影响,测试了冻融循环后混凝土的抗压强度和质量损失,利用压汞分析了不同条件下混凝土的孔隙特征及粉煤灰对干湿循环条件下混凝土抗冻性能的影响。结果表明,粉煤灰的掺入量越大,经干湿冻融循环后混凝土的强度损失和质量损失增加,粉煤灰掺量为20%时,混凝土抗干湿冻融循环能力最强。掺20%粉煤灰的混凝土孔隙率比没掺的低,而且孔隙的分形维数也比不掺粉煤灰的混凝土小。     

干湿循环对加气混凝土制品抗拉强度的影响

本文讨论粉煤灰加气混凝土砌块干湿循环对制品强度的影响 ,并与其它品种的加气混凝土砌块进行了比较。结果表明 :( 1)粉煤灰加气混凝土砌块经 15次干湿循环 ,其劈裂抗拉强度有不同程度的增加 ,而不加粉煤灰的其他品种加气混凝土砌块经 15次循环后的强度则有不同程度的降低。 ( 2 )粉煤灰加气混凝土砌块强度增加 ,主要与养护制度、粉煤灰的物理化学性能以及试件的渗水深度有关。     

加气混凝土及其水化产物碳化的研究

研究了三种加气混凝土(水泥-石灰-砂、水泥-矿渣-砂和水泥-石灰-粉煤灰)在人工碳化条件下的行为。 用红外光谱法分别测定完全碳化的三类加气混凝土吸收的CO_2的量,发现水泥-石灰-粉煤灰吸收的CO_2量小于另两类加气混凝土。但是,粉煤灰加气混凝土的碳化速度明显高于另两类。对完全碳化的样品的强度测定表明,与未碳化样品相比,粉煤灰制品碳化后强度下降的幅度大于另两类。 此外,在碳化过程中红外吸收峰由表征水化硅酸钙的Si—O键向硅胶的Si—O键逐渐转变。 合成了几种纯矿物,并比较了它们在人工碳化条件下的碳化速度,发现结晶度低的水化硅酸钙的碳化速度高于结晶完好的托勃莫来石,这有助于说明为什么粉煤灰加气制品的碳化速度高于另两类加气混凝土。 用扫描电镜-能谱研究了碳化前后的加气混凝土样品。此项研究对于说明在碳化进行的过程以及碳化后样品仍能保持强度以启示。     

粉煤灰混凝土的碳化-冻融特性研究

为了分析粉煤灰混凝土的碳化-冻融特性,制备了不同粉煤灰掺量的混凝土样品,利用室内试验方法对混凝土样品迚行冻融循环和碳化,分析混凝土样品的质量损失率、相对动弹性模量和碳化面积随粉煤灰掺量和冻融-碳化周期的变化觃律。研究结果表明:在冻融-碳化条件下,粉煤灰混凝土的质量损失率、弹模损失率以及碳化面积率均随粉煤灰掺量的增大出现了先增大后减小再增大的现象;对比分析结果表明,粉煤灰混凝土的碳化能够在一定程度上提高其抗冻能力;粉煤灰混凝土的碳化面积率随着冻融-碳化循环次数的增加而增大,且当冻融-碳化循环大于一定周期后,碳化面积趋于稳定。     

煤矸石集料混凝土Na2SO4侵蚀试验研究

以Na2 SO4溶液浓度、水胶比、粉煤灰质量浓度和煤矸石质量浓度作为试验因素,进行了四因素三水平正交试验,对长期浸泡、干湿循环两种环境中的煤矸石集料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能劣化规律展开研究.研究表明,混凝土在Na2 SO4溶液中的破坏过程分为两个阶段,侵蚀初期:混凝土的孔隙被侵蚀产物填充,致密了结构,抗压强度、动弹性模量、抗折强度等指标有所增加;侵蚀后期:膨胀性物质仍持续生成,结晶压力超过混凝土的抗拉强度,各指标从高位下降;在干湿循环作用下,各强度指标变化速率较长期浸泡组更快,说明干湿循环对试块的性能劣化更加显著;在各因素对抗压强度耐腐蚀系数、相对动弹性模量与抗压强度耐腐蚀系数的影响中,Na2 SO4溶液浓度和水胶比占主导作用;适量掺入煤矸石和粉煤灰对混凝土性能劣化起到一定的抑制作用.     

荷载、碳化和氯盐侵蚀对混凝土劣化的影响

浇筑了普通混凝土和双掺粉煤灰、矿粉两种矿物掺合料的混凝土小梁试件39个,采用螺杆对试件施加混凝土极限抗弯承载力30%和60%的持续荷载,在"氯盐溶液浸泡+CO_2环境干燥"、"去离子水浸泡+CO_2环境干燥"和"氯盐溶液浸泡+大气环境干燥"3种不同干湿循环制度下进行干湿循环试验,分析了荷载、碳化和氯盐作用下混凝土的劣化规律。结果表明:双掺粉煤灰和矿粉的混凝土,因发生"二次水化反应"消耗了大量Ca(OH)_2,其抗碳化性能比普通混凝土差;碳化后混凝土孔隙中多被CaCO_3填充,孔隙率降低,因此碳化速率随碳化龄期的增长减缓;干湿循环作用下,随着循环次数的增加,对流区深度会逐渐趋于稳定,在7~9 mm之间,而碳化作用使混凝土表层氯离子堆积明显;干燥过程中,氯盐存在使混凝土表面孔隙出现结晶,亦会抑制碳化反应的速率;碳化作用对混凝土中氯盐的传输起到双重作用:使混凝土孔隙率降低从而降低氯盐的传输速率,又会使部分结合氯离子释放为自由氯离子,从而提高自由氯离子含量;荷载水平由0.3倍极限荷载增加到0.6倍极限荷载,碳化和氯盐传输深度显著提高,随循环次数增加,荷载作用对碳化和氯盐传输影响愈加明显。     

严苛侵蚀作用对优化导电混凝土性能的影响

干湿交替和硫酸盐腐蚀引起的损伤严重影响导电混凝土服役时的长期稳定性。本研究以碳纤维、石墨作为导电相材料,掺入粉煤灰和硅灰制备导电混凝土,在干湿交替和硫酸盐腐蚀耦合作用下,讨论粉煤灰、硅灰掺量对导电混凝土力学性能与电学性能的影响。综合导电混凝土的力学性能与电学性能衰变定义了服役性能劣化指标。结果表明：掺入粉煤灰和硅灰后提升了导电混凝土在干湿交替和硫酸盐腐蚀下的耐久性和导电稳定性;当粉煤灰和硅灰的总掺量一定时,提高粉煤灰占比能够有效降低干湿交替和硫酸盐腐蚀造成的强度损失,并提高导电混凝土的导电稳定性。     

冻融与氯盐耦合作用下超细粉煤灰混凝土抗碳化性能研究

为了研究氯盐与冻融耦合作用下超细粉煤灰混凝土的碳化性能,对不同掺量超细粉煤灰混凝土进行了抗压强度试验、基准碳化试验、冻融-碳化试验和盐冻-碳化耦合试验.结果表明:在标准养护条件下,混凝土试件中掺入少量超细粉煤灰会降低试件本身的抗压强度,但降低幅度不大,而掺入大量的超细粉煤灰其抗压强度下降比较明显.干燥养护下,掺入超细粉煤灰对试件的抗压强度影响较小,其抗压强度随掺量没有出现骤降.掺入适量的超细粉煤灰能提高混凝土的抗碳化性能,随着超细粉煤灰掺量增加,抗碳化性降低,当超细粉煤灰掺量超过25％时对混凝土抗碳化性能影响不大.当超细粉煤灰参量一定时,盐冻-碳化循环试验对混凝土碳化深度最不利,且超细粉煤灰混凝土的碳化深度与循环次数呈现二次函数关系.     

氯化钠、硫酸钠溶液对混凝土抗冻性的影响及其机理

研究了混凝土在质量分数为3．5％的氯化钠溶液、5．0％的硫酸钠溶液中的抗冻性,结果表明,不同的盐溶液对混凝土抗冻性有不同的影响,在氯化钠溶液中冻融时,混凝土表面产生严重的剥落;而在硫酸钠溶液中冻融时,质量损失小,原因在于氯化钠溶液冻结以后压缩塑尾较小,而硫酸钠溶液冻结后在压缩塑性很大,在溶液中冻融时混凝土的相对动弹性模量下降比在水中略为缓慢,但水灰比0．26的混凝土在硫酸钠溶液中冻融后期相对动弹性模量下降很快,过早破坏,原因在于经过一定时间硫酸盐侵蚀发挥作用以后与冻融破坏产生交互作用。     

外墙饰面砖安全粘贴技术条件研究

通过对不同外墙饰面砖、同样水泥砂浆评估陶瓷砖自身特性以及环境条件对粘结强度的影响。结果表明,陶瓷砖自身特性,如吸水率、背纹形状与分布、背纹深度、表面粗糙度对粘结强影响较小,而环境条件对粘结强度影响最大。在14d热老化、冻融循环(-18±5)℃6h浸(20±5)℃6h、7d标准状态三种养护条件下,利用万能测试机对16种不同的试样砖进行粘结强度的测试,试验结果发现,标准状态下,试样的粘结强度最大;冻融循环后,试样的粘结强度最小。     

普通混凝土在盐湖环境中的抗卤水冻蚀性与破坏机理研究

采用快冻法测定了普通混凝土在新疆、青海、内蒙古和西藏盐湖卤水环境中的抗卤水冻蚀性,提出了混凝土在盐湖卤水的物理化学腐蚀和冻融循环双重因素作用下的冻融破坏机理,定量研究了混凝土的冻融损伤叠加效应与交互作用。结果表明,普通混凝土在不同冻融介质中的耐久性顺序是:青海盐湖卤水>新疆盐湖卤水>水>西藏盐湖卤水>内蒙古盐湖卤水;其冻融破坏特征是盐结晶压导致混凝土膨胀开裂。盐湖卤水对于混凝土冻融的损伤效应,既有降低冰点、缓解冻融的损伤正效应,也有促进盐类结晶、导致混凝土膨胀开裂的损伤负效应,两者之间的大小决定了混凝土在盐湖卤水中冻融时的损伤规律。     

再生混凝土的强度及耐久性能研究

基于基本的力学方法和耐久性方法研究了再生混凝土的抗压强度、抗碳化性能和抗冻性能.并采用压汞法对再生混凝土的孔结构进行研究.结果表明:再生混凝土的抗压强度比普通混凝土的抗压强度略有降低,孔隙率相比普通混凝土的孔隙率增加了49.5%;其抗碳化能力小于普通混凝土的抗碳化能力;再生混凝土的抗冻性远远小于普通混凝土的抗冻性,180次循环之后其质量损失率接近普通混凝土质量损失率的3倍.     

STRENGTH,ABSORPTION AND FREEZING RESISTANCE OF HOLLOW BUILDING TILE1

This paper describes the test methods and gives a summary of the compressive strength and absorption determinations of nearly 350 tests of tile selected from twenty five representative sources. A preliminary report of the resistance to freezing and thawing of tile from seventeen representative sources is also given. The following conclusions were made: (a) The weight of tile per unit of solid material varies from 20 to 30%. (b) The weight per unit volume of material is closely related to the absorption and decreases as the absorption increases. (c) The strength of tile varies with the type of raw material used. (d) The unit strength based on gross area of an end construction tile tested on edge is 38% of that obtained when tested on end. (e) The relation between strength and absorption is not linear but a plotted curve shows increasing gain in strength with a decrease in absorption. (f) Color cannot be taken as indicative of strength. (g) The modulus of elasticity varies from 1,600,000 to 6,060,000 and is approximately directly proportional to the strength and inversely proportional to the absorption. (h) An absorption of 16% apparently marks a very definite line in the resistance of tile to freezing and thawing     

Immobilization of Borate Waste Simulate in Cement-Water Extended Polyester Composite Based on Poly(Ethylene Terephthalate) Waste: 2-Frost Resistance of the Polymer Modified Cement Composite

Modified composite from water extended polyester (WEP); based on the recycled poly(ethylene terephthalate), (PET), and ordinary Portland cement (OPC) is a candidate matrix for processing borate waste solutions originating from the primary coolant circuit of pressurized water reactors (PWRs). This part of the work discusses the frost resistance of this polymer-modified cement composite (PCC) during the disposal course. Frost resistance is assessed for the candidate PCC after 115 cycles of freezing and thawing treatment (FTC) by evaluating their durability index, compressive strength, apparent porosity, volume of open pores, water absorption, and bulk density. Infrared (IR) and X-ray diffraction (XRD) as non-destructive analyses were performed for the candidate PCC before and after the freezing/thawing treatment to follow the changes that may take place during the hydration regime. The results obtained indicate that the candidate-modified cement composite exhibits acceptable resistance to freezing and thawing treatment even at very exaggerating conditions (?19°C and +60°C).     

高强混凝土抗冻性的理论和实验研究

应用逾渗理论,损伤力学等相关理论分析水泥混凝抗土抗冻性中的强度下降问题,对这些逾渗现象进行了分析,提出了唯象学的新观点,合理地解释了当前关于高强混凝土抗冻性研究结果不一致的问题,并进而提出了改进措施。     

Durable fiber reinforced self-compacting concrete

In order to produce thin precast elements, a self-compacting concrete was prepared. When manufacturing these elements, homogenously dispersed steel fibers instead of ordinary steel-reinforcing mesh were added to the concrete mixture at a dosage of 10% by mass of cement. An adequate concrete strength class was achieved with a water to cement ratio of 0.40. Compression and flexure tests were carried out to assess the safety of these thin concrete elements. Moreover, serviceability aspects were taken into consideration. Firstly, drying shrinkage tests were carried out in order to evaluate the contribution of steel fibers in counteracting the high concrete strains due to a low aggregate-cement ratio. Secondly, the resistance to freezing and thawing cycles was investigated on concrete specimens in some cases superficially treated with a hydrophobic agent. Lastly, both carbonation and chloride penetration tests were carried out to assess durability behavior of this concrete mixture.     

Durability of wood flour‐plastic composites exposed to accelerated freeze–thaw cycling. II. High density polyethylene matrix

This study examined the durability of extruded HDPE/wood‐flour composites exposed to 15 accelerated cycles of water submersion, freezing, and thawing, according to ASTM standard D6662. The durability of both maple and pine composites was assessed by testing the flexural properties and density. Mercury intrusion porosimetry and scanning electron microscopy were also used to evaluate the interfacial adhesion between the matrix and wood flour before and after exposure to accelerated freeze–thaw cycling. Freeze–thaw actions had no apparent effect on the density of the composites after exposure, regardless of the wood species. However, these actions led to moisture uptake, which decreased the interfacial adhesion and increased the pore size and quantity in the composites, which resulted in a significant loss in flexural properties. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 100: 35–39, 2006     

聚乙烯醇水凝胶自修复性能

高浓度聚乙烯醇（PVA）水凝胶具有一定的修复功能,但其自修复机理及制备工艺参数对其修复性能的影响缺乏研究。本文采用冷冻-解冻法制备了高浓度自修复PVA水凝胶,通过调整PVA水凝胶制备工艺参数（PVA分子量、PVA浓度、冷冻时间、解冻时间、冷冻-解冻次数、修复时间、冷冻温度等）得到了最佳工艺条件,分析了水凝胶自修复机理,并研究了PVA水凝胶的多次自修复性能。研究结果表明：相对分子质量大的PVA制备的水凝胶自修复性能好;其中冷冻时间为2h,解冻时间为1h,一次冷冻-解冻循环制备得到的水凝胶自修复性能最好,最佳修复时间为12h,能较好地进行反复自修复。指出水凝胶自修复性能主要是由其内部可逆氢键的相互作用形成的,其主要影响源于冷冻-解冻处理后水凝胶内部羟基含量及PVA分子的流动性。